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LED 照明
 

如器革新的LED工矿灯运用了新的均温板技术


Semlight 带有均温板(vapor chamber)技术的一款新型led high bay light 目前,高功率COB LED high bay light面临LED热量过于集中的散热难题,LED产业界为了解决这个领域的难题,尝试过许多不同的方法来解决,均温板(vapor chamber)技术是其中一种比较有代表性的散热解决方案.

  SEMLIGHT SEMICONDUCTOR LIGHTING CO.,LIMITED,自2006年开始为均温板制程工艺和设备投入了数十万美元的研究经费,研发团队研发出了针对高功率COB LED high bay所需要的vapor chamber,作为 LED封装基板,并在日前获得2013年国家创新发明奖,可说是中国LED照明产业之光.

  均温板(vapor chamber)制造.

我公司采用烧结铜粉末作为吸液毛细芯结构,由于均温板的腔体面积相对较大,空腔间隙小,同时在狭小的腔体内设置毛细吸液芯结构,需要解决适宜的铜粉末定型烧结,包括真空抽管等所有焊缝的焊接,注入传热工作介质,真空形成与保持等许多难题,最终保证传热性能和板面不变形.看似非常简单的均温板制作技术难度是相当大的.我公司目前已掌握了均温板内腔毛细结构全连通、支撑流道承压抗拉强度、烧结与银焊工艺、工质灌装、真空除气、性能检测方面的关键技术,共申请四项专利.

均温板(vapor chamber)的结构

  由底板,边框和盖板组成一个完全封闭的平板型腔体,腔体内壁面设有吸液毛细芯结构,毛细芯结构可以是金属丝网,微型沟槽,纤维丝,也可以是金属粉末烧结芯以及几种结构组合.腔体内部必要时需设有支撑结构,以克服因抽真空负压造成凹陷和受热外涨的变形.

 由于均温板内壁的毛细微结构、真空腔体及液态工质(工业纯水或丙酮)的气液相变化,因此拥有极佳的均温及传导特性,可使得高热流密度的「点」瞬间扩展到一个大的散热领域,并藉由散热鳍片将热导出.

LED灯工作是否稳定,寿命长短,与灯体的散热能力密切相关,SEMLIGHT SEMICONDUCTOR LIGHTING CO.,LIMITED的LED high bay由于采用均温板(vapor chamber)散热技术,能够保证LED high bay的寿命达到50000小时以上,使LED成为真正长寿命的新型光源.


 

 semlight微槽群复合相变LED high bay散热器技术介绍


semlight公司从2006年起,就开始致力于高功率LED high baylight研究开发,并在高功率LED high baylight领域取得多项技术的重大、创新突破.其使命在于开发出更多具有绿色、环保、节能特色的新一代LED照明产品.

 Semlight 150w以上的led high bay light,全部采用微槽群复合相变散热器.

  Led high bay light微槽群复合相变散热器的工作原理如下:当散热器的一端受热时,其内部填充的传热介质(通常为工业纯水或者丙酮)就会受热汽化成汽相流体,汽相流体通过内部的微槽结构迅速地把热量传递至散热器的另一端或其他部位.当汽相流体到达冷凝端时,会遇冷凝结成液体,释放汽化潜热,此时液相流体由内部的毛细微槽群回流至受热端,这样,通过介质的不断冷凝蒸发循环,就实现了微槽群复合相变散热器的快速传热、散热功能.

 semlight微槽群复合相变LED high bay散热器具有如下几个优点:

 1. 超强导热能力:微槽群复合相变LED high bay散热器具有超导热能力,其导热能力是铝基板的10000倍,该技术能把LED芯片工作时产生的热量及时传送到面积很大的铝合金鳍片,LED芯片工作温度可低于90℃以下.铜的导热系数约为400W/(m*℃);微槽群复合相变散热器导热能力与铜相比,具有超导热能力.用一根长50cm、直径1cm的实心铜棒在100℃工作温度下输送200W的热能量,铜棒两端温度差高达70℃;用上述铜棒重量的一半做成微槽群复合相变散热器,也在100℃工作温度下输送200W的热能量,热输送距离也是50cm远,其温度只降了0.5℃,实验表明微槽群复合相变技术具有超导热能力.

  2.超强冷却能力:取热热流密度已达400W/c ㎡,其能力比水冷高1000倍,比热管高约100倍.取热能力比强制水冷高100倍,比强制风冷高1000倍.1个标准大气压下,水的沸点是100℃,1Kg水从99℃升温到100℃,需要的热能量为4200焦尔;1Kg的100℃水吸热变100℃的蒸气,温度没有变化,但是吸取的热量为2260000焦尔.水冷为显热交换,换热热量低,MGCP技术是潜热交换,换热能力超强.1Kg水升温1℃只需4200焦尔热量,1Kg的100℃水吸热变100℃的蒸气,温度没有变化,但是吸取的热量为2260000焦尔,两者吸取的热量相差500多倍,因此,两者换热能力有巨大差别.

3.无功耗冷却:被动式散热,无需风扇或水泵,无冷却用能耗,无动力运行,节约能源.微槽群复合相变技术是巧妙利用大功率电力电子器件发热的能量使取热介质蒸发产生动能和势能,蒸气流动到冷凝器放热冷凝成液体,借助取热器微槽群的毛细力和液体重力回流到与大功率电力电子器件紧贴的取热器,从而实现无外加动力的闭式散热循环.

4、重量轻、体积小:对于同等功率的LED high bay light,微槽群复合相变散热器的重量不到铝型材挤出散热器的50%,体积不到60%.

5、可靠性高:工作稳定,无启动问题,可靠性远高于风扇、水冷和热管散热器.

semlight微槽群复合相变散热器与热管的区别.

1、形式上与热管相似,但在换热机理、结构和性能等方面有本质不同.

  2、采用强大的微细尺寸复合相变强化换热原理;热管仅为普通的液膜蒸发.

  3、无热管固有的沸腾、挟带、毛细管力等诸多传热极限.

4、无热管散热时的高接触热阻以及热管带来的装置复杂问题.

5、无热管启动与工作稳定性方面的问题.

  6、同等温度下的单位面积取热能力比热管高出约100倍,且系统简洁和紧凑.  

  Semlight led high bay light 由于采用了这种先进的散热技术,比普通铝型材制造的散热器芯片结温要低15-20℃.因此,LED的光衰非常小,大大延长了LED光源的使用寿命  


 

新技术: 如器53W E40 LED路灯采用类金刚石镀膜技术


  如器公司开发了一款新的 53w E40接口的LED路灯,使用类金刚石镀膜技术.散热问题一直困扰着LED工程师,随着温度的不断身高,产品的寿命以及光效持续下降,甚至烧毁,因此散热是非常重要的问题,从早先的纤维玻璃PCB到现在的铝基PCB,散热一直都表现差强人意,一般情况下,铝基板使用环氧树脂作为绝缘涂层,然后在环氧树脂涂层上描绘电路,但是环氧树脂层的热传导率(0.5w/mk)远远低于铝(275w/mk)的几百倍,芯片上产生的热量难以扩散.因此如器公司在电路板上使用类金刚石镀膜技术(DLC),形成高效率的热传导镀膜,相比铜(400w/mk), DLC技术所产生的热传导效率在500W/MK以上,而且在绝缘表现上也非常卓越,因此在使用DLC技术的电路板的散热效率非常显著,如器公司使用DLC技术已经实现批量出货,替换传统的200w高压钠灯和金卤灯.

自从DLC技术的应用,使E40 53W路灯的芯片所产生的热量立即散开,降低了芯片连接处的温度,使LED芯片在相对较低的温度下持续工作,减少光效衰减,延长路灯的使用寿命